關于數據庫教學的幾點思考

摘要:傳統的數據庫教學沒有充分利用和發揮自身的特色和優勢，在教學模式、系統模型和系統開發等方面存在好高騖遠、缺乏靈活性等缺陷，因此該文根據近五年的數據庫教學經驗針對數據庫教學方法、教學手段及教學模式提出以下觀點:1)數據庫教學不能忽視基本概念;2)理解數據模型對數據庫理論的學習尤為重要;3)數據庫中實體聯系與關系模式的轉換不容忽視;4)因材施教，選擇合適的數據庫教學模式和教學手段;不同的內容，采用不同的教學策略，從而解決教學效率低下、學習興趣不濃厚等一系列問題。

關鍵詞:基本概念;數據模型;轉換;教學模式;教學手段

中圖分類號:G424文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)03-656-04

Teaching on the Database

SHANG Yan-ying

(Yanhuang Vocational and Technical College， Information Engineering， Huai'an 223400， China)

Abstract: The traditional teaching does not take full advantage of the database and play its own characteristics and advantages， in the teaching mode， the system model and system development in areas，there is somedefects， such as ambitious， lack of flexibility. Therefore， with nearly five years of teaching， this article proposed six-point teaching method: 1) The teaching of database can not ignore the basic concepts; 2)The understanding of the data model is particularly important to database theory; 3) The conversion between data types can not be ignored in database; 4) Teaching studentsaccording to the level， Select the appropriateteaching models and teaching methods; Different content with different teaching strategies， so that to solve the inefficiency of teaching and learning of not a strong interest in a range of issues.

Key words: basic concept; data model; conversion; teaching models; teaching methods

數據庫技術是計算機科學技術中發展最快的技術之一，在諸多領域得到了廣泛應用，也是各類學校計算機課程的一門必修課，特別是計算機專業的學生，更是要從嚴掌握，通過這門課程的學習，使學生能夠正確理解數據庫的基本原理，熟練掌握數據庫的設計方法和應用技術。然而一些高等院校在傳統的課程教學方法上沒有充分利用和發揮自身的特色和優勢，在教學模式、系統模型和系統開發等方面存在好高騖遠、缺乏靈活性等缺陷，具體表現在理論性強、概念抽象，理論和實踐教學存在不同程度的脫節，從而使得學生學習效率一直不高，而且學生對數據庫的學習興趣也不濃厚。針對這一系列問題，本文根據近五年的數據庫教學對于就數據庫的教學方法、教學手段、教學模式等方面改革進行研究，提出了幾種觀點。

1 問題形式化

為了有效的描述本文觀點，使得問題說明簡單明了化，采用結構框圖的形式將其表示出來，如圖1所示。

定義1(探討式):是不同于傳統教學的一種西方較為普遍沿用的教學模式。師生通過互動，使得課堂具有思想活躍、研究氣氛濃郁的特點。

定義2(研討式):其宗旨是在實踐中培養學生多方面的能力，提高學生的綜合素質。

定義3(簡單化):盡可能把復雜的形式以通俗易懂的方式描述出來。

2 教學方法

針對于數據庫課程各個部分的不同特點，不同的部分應采用相應的教學方法，分層次分階段的實施教學方法，從而彌補了傳統教學中采用單一的教學方法的缺陷。對于基本概念采用探討式教學法，數據模型采用講授式教學法，而關系模式采用簡單化的教學方法。

2.1 探討式

探討式教學方法的宗旨是在實踐中培養學生多方面的能力，提高學生的綜合素質。探討式教學方法改變了教學過程中教師和學生的互動方式，強調了學生在學習過程中的主體性作用，實現了從“授人以魚”到“授人以漁”的轉變，從“講授式”到“探討式”的轉變。數據庫的概念非常抽象，利用提問探討式的教學可以引導學生根據現實的問題一步步去理解數據庫概念的內涵。利用類比的方法可以較容易地引出數據處理、數據庫、數據庫與表的關系及表的特點。另外，在整個教學過程中，學生以探索的方式進行學習，興趣更加盎然，問題理解的更加深刻。

比如在講述數據與信息的概念時，可以采用下面的引導方式進行闡述:

如:(板書)(晨晨s2007001 女英語專業江蘇常州)

老師提問:黑板上的數據反應了什么內容呢?

學生回答:晨晨同學是江蘇常州人，她是英語專業的一名女生，學號是s2007001。

老師提問:2008年奧運會，中國獲得金牌、銀牌、銅牌的數量分別是多少啊?可以通過什么渠道知道呢?

學生1:電視

學生2:收音機

學生3:海報

教師總結:由此可見，信息的表現形式是多種多樣的，數據一般是指信息的一種符號化表示方法，這里的“符合”不僅僅指數字、字母、文字等常見符合，它還包括圖形、圖像、聲音等多媒體數據。數據只是信息的載體，而信息則反應了數據的內涵;

2.2 講授法

講授法作為一個古老而傳統的教學方法，從古至今一直是課堂教學中普遍采用的教學方法。它具有通俗化和直接性。教師的講授能使深奧、抽象的課本知識變成具體形象、淺顯通俗的東西，有利于幫助學生全面、深刻、準確地掌握教材，促進學生學科能力的全面發展。對于基本法則和一成不變的東西，再采用探討法就不合適，容易給學生產生錯覺，所以我認為這時候需要采用講授法。比如數據模型一章內容的講解就應該采用這種教學方法。

在課堂上教師應該對以下內容進行板書+講解+講讀。

模型是對現實世界的抽象。在數據庫技術中，表示實體類型及實體類型間聯系的模型稱為“數據模型”。數據模型是數據庫管理的教學形式框架，是用來描述一組數據的概念和定義，包括幾個方面:

1) 概念數據模型(Conceptual Data Model):也稱為“信息模型”。人們為正確直觀地反應客觀事物及其聯系，對所研究的信息世界建立的一個抽象的模型。這是面向數據庫用戶的實現世界的數據模型，主要用來描述世界的概念化結構，它使數據庫的設計人員在設計的初始階段，擺脫計算機系統及DBMS的具體技術問題，集中精力分析數據以及數據之間的聯系等，與具體的DBMS無關。概念數據模型必須換成邏輯數據模型，才能在DBMS中實現。信息模型有多種，最為流行的一種是實體聯系模型(E-R模型)，它通過簡單的圖形方式描述現實世界中的數據，這種圖稱為E-R圖。它的三要素是:

實體:用矩形表示實體，矩形內標注實體名稱。

屬性:用橢圓表示屬性，橢圓內標注屬性名稱，并用連線與實體連接起來。

實體間聯系:用菱形表示，菱形內注明聯系名稱，用連線將菱形框分別與相連實體相連，并在連線上注明聯系類型。

2) 物理數據模型(Physical Data Model):這是描述數據在儲存介質上的組織結構的數據模型，它不但與具體的DBMS有關，而且還與操作系統和硬件有關。每一種邏輯數據模型在實現時都有起對應的物理數據模型。DBMS為了保證其獨立性與可移植性，大部分物理數據模型的實現工作又系統自動完成，而設計者只設計索引、聚集等特殊結構。

數據模型的三要素:數據結構(靜態特征)、數據操作(動態特征)和完整性約束條件。

① 數據結構:數據結構是所研究的對象類型的集合。這些對象組成數據庫。數據結構是對系統靜態特征的描述。例如:建立一個高校學生管理系統數據庫，學生(對象)的基本情況(類型)如學號、姓名、性別、出生日期、學費標準等構成了數據庫的基本框架，而再進行課程安排時，每個學生可以選修多門課程，每門課程又可以被多個學生選修，這樣兩個對象之間存在著數據關聯，這種關聯也存儲在數據庫中。因此數據結構包括以下兩個方面內容:數據本身:類型、內容、性質。例如關系模型中的域、屬性、關系等;數據之間的聯系:數據之間是如何相互關聯的，例如關系模型中的主鍵、外鍵聯系等。

對于數據模型，按數據結構的不同，又可以分為層次模型、網狀模型和關系模型。

② 數據操作:數據操作是指對數據庫中各種對象的實例允許執行的操作集合。主要指檢索和更新、插入、刪除三類操作。數據操作是對系統動態特性的描述。

③ 數據的完整性約束:數據完整性約束是指在給定的數據模型中，數據及數據關聯所遵守的一組完整性規則。用以保證數據庫中數據的正確性、有效性和相容性。例如:學生基本情況庫中，學號作為該表的主鍵，每個學生的學號都不能為空，并且不能取重復值。

2.3 簡單化

簡單化教學也是數據庫教學的一個重要方法。很多時候，不是我們不會做，而是我們把問題復雜化了。簡單化教學有助于學生對深奧難懂內容的理解。記得有這么一句話:教師講的課學生能懂，而教授講的內容學生未必能理解。教授知識淵博，往往把簡單的問題逐步加深，用以擴展學生的知識面，而對于剛剛入門的學生來講，更本就不適合。教師的學識剛剛夠用，通常不會顧及到對學生知識面的擴展加深，這時學生就會覺得所學內容并非很難，從而可以提高其學習積極性。而對于我們學校的學生來講，本來底子就薄，基礎就差，更不適合對簡單問題的復雜化。根據以往的教學檢查結果來看，學生對數據庫設計部分內容掌握情況差強人意。所以我認為本部分內容有必要采用簡單化教學方法。教師的多媒體課件(關于數據庫設計部分內容)可以采用以下的設計方案:

2.3.1 數據庫結構設計

數據庫結構設計的第二階段是概念結構設計，用E-R圖表示，而邏輯結構設計是用關系模式表示，那么這就涉及由E-R圖向關系模式的轉換。在轉換中我們該注意什么問題呢?轉換規則如何呢?在傳統的教學中，由于轉換過程復雜，內容深奧，難以理解。因此對于本部分內容的教學要注意:簡單化。

1) 一個實體型轉換為一個關系模式。實體的屬性就是關系的屬性。實體的碼就是關系的碼。

2)一個聯系轉化為一個關系模式，與該聯系相連的各實體的碼以及聯系的屬性轉化為關系的屬性，該關系的碼則有三種情況:若聯系為1:1，則每個實體的碼均是該關系的后選碼;若聯系為1:n，則關系的碼為n端實體的碼;若聯系為m:n，則關系的碼為諸實體碼的組合。

① 聯系為1:1

一個1:1聯系可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與任意一端對應的關系模式合并。如果轉換為一個獨立的關系模式，則與該聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，l 每個實體的碼均是該關系的候選碼。如果與某一端對應的關系模式合并，則需要在該關系模式的屬性中加入另一個關系模式的碼和聯系本身的屬性。

② 聯系為1:n

一個1:n聯系可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與n端對應的關系模式合并。如果轉換為一個獨立的關系模式，則與該聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，而關系的碼為n端實體的碼。如果與n端對應的關系模式合并，則在n端實體對應模式中加入1端實體所對應關系模式的碼，以及聯系本身的屬性。而關系的碼為n端實體的碼。

③ 聯系為m:n

一個m:n聯系轉換為一個關系模式。與該聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性。而關系的碼為各實體碼的組合

3)具有相同碼的關系模式可合并。為了減少系統中的關系個數，如果兩個關系模式具有相同的主碼，可以考慮將他們合并為一個關系模式。合并方法是將其中一個關系模式的全部屬性加入到另一個關系模式中，然后去掉其中的同義屬性，并適當調整屬性的次序。

2.3.2數據庫創建

講數據庫創建時，以圖形界面操作為主或簡單的語法結構:create databasedatabase_name;而不去講如何詳細定義數據庫中的主要數據文件、次要數據文件和事務日志文件。再比如講標量函數，表值函數時，盡可能的降低要求。同時，對于一些常用系統函數，可以把它穿插到程序中講解，單純的講函數，難以達到學以致用的目的，那就會與職業教育的宗旨背道而馳了。

2.4 教學模式

所謂教學模式是指在一定的教學思想指導下所建立起來的比較典型的穩定的教學程序或階 段。數據庫技術作為現代生活中信息處理的重要手段日益強化，因此很多專業的教學計劃中都列入了數據庫課程，對于計算機類的專業而言，數據庫更是一門專業必修課。那么這么重要的課程，該采用什么樣的教學模式呢?我把教學模式大體歸結為三類。

3.4.1傳統教學模式

1)注入式:現在絕大多數的學校仍然以講授式的教學模式占據著整個教學，教師花了大量的時間站在講臺上，居高臨下地把教學內容的點點滴滴、詳詳細細地介紹給學生，學生就被動地寫、聽、抄，沒有積極思考、發問、質疑的余地。加之課堂上真正用心學習的最多也就一半，剩下的1/2之中還時不時有人給教師制造障礙，挑戰教師處理突發事件的能力。久而久之，培養出一批思維渙散，心甘情愿等老師來灌輸的學生，課堂教學效果令人堪憂。這些感受本人上課時是親身體會，每次我說自己動動筆，看看這個問題如何解決，大部分學生就說:老師，還是你來講吧，你一講我們就明白，不講我們摸不著頭緒，為什么會出現這個問題呢?這正是注入式教學所帶來的可怕的后果。課堂效果差，學生又沒有主動學習的意識和不懂就問的積極性，最終導致學生的知識和能力止步不前。這樣的效果，誰能滿意呢?

2)自學式:既然注入式教學效果不好，那么我們就采用自學式的教學模式。教師進提供自學的內容和要求，從頭到尾都有學生自己學習。現在的教材各章節序言就已經說明了本章節的重難點，學生已然可知，那么就不需要教師來提供教學重難點。這種教學方式，教師只起到擺設的作用。古人語:師傅領進門，修行在各人。這種放羊式教學，學生根本就摸不著門，又何談修行呢?

2.4.2 自學式與注入式相結合的教學模式

教學教學，顧名思義，它既不單是教或單是學，而是教與學相結合。那么如何實現教與學的結合呢?現在，不妨把一節課的時間分成三段進行，首先公布自學內容和要求，讓學生自習1/3時間;然后1/3的時間由學生根據自學過程中遇到的問題、心得、體會進行提問和交流;最后教師根據教學大綱要求和學生自學中暴露出的問題，進行歸納總結，再講解1/3的時間。

有句話說的好:學生能聽懂的課，多數是一般的教師所授的課，而學生聽不懂得多半是教師授的課。那么為什么會出現這個問題呢?因為普通教師學問有限，上課所講內容也都是淺顯易懂的。而教授學識淵博，上課所講的內容相當深奧，一般的學生都很難理解啊。那么如何解決這個問題?正如上文第三點教學方法:簡單化。比如講數據庫創建時，以圖形界面操作為主或簡單的語法結構:create database database_name;而不去講如何詳細定義數據庫中的主要數據文件、次要數據文件和事務日志文件。再比如講標量函數，表值函數時，盡可能的降低要求，而且把它穿插到程序中講解。

經過多次試驗，結果發現:模式1和模式2效果相當，而且都比較差，相對地模式3效果較好，也就是說注入式的效果與自學式的效果是相當的。所以，我們通常所使用的“注入式”的教學模式的效率并不科學，教師的付出與收獲也是不成正比的。這種現象可以總結為一句話:教師是辛苦的，學生是可愛的，教學模式是有待改進的

2.5 教學手段

1) 多元化，靈活運用現代教育媒:一成不變的教學模式，單調的教學手段，不僅影響教學效果，還直影響學生的學習興趣。在教學中充分利用現代教育媒體，將各種電教、網絡設備的功能充分應用于教學。如講數據庫創建時，在多媒體教室，利用計算機輔助教學軟件，教師采用主控端，統一進行教學演示，這樣學生隨后進行操作時，就會得心應手;這樣不但能最大限度地發揮計算機的作用，還能在學習的同時熟練掌握我們的教學內容，調動學生學習的積極性。

2) 加強實踐教學，培養學員動手能力:數據庫課程本就是一門實踐性很強的學科，只有通過上機操作才能使學生真正理解消化理論知識。在實踐課的教學中，要注意三個問題:首先，要求理論與實踐同步，既不能提前，也不能滯后，否則效果就不太理想;其次，“任務驅動”，讓學生明確目的和任務;最后，在上機過程中，隨時答疑解惑，并給予指導。

3) 考核方式:大多數計算機課程的考核都是采用筆試+上機的方式。就連現在的各類等級考試都采用這種方式。這樣的考核方式不利于對學生創造性和能力的培養，而也正是這種考核方式的存在，使得社會上出現越來越多的高學位低能兒。很多學校都已經意識到這一現象了，所以平時教學時都注重培養學生的應用能力。但是盡管如此，每逢寒暑假放假前的考試時，又都開始采用上機+筆試的考核方式了，轉了一圈，又回到了起點。那到底該如何考核呢?就拿數據庫課程來講，可以采取學期中的過程考核，從初學時就讓學生定好課題方向，結合平時的上機實驗完成模塊的開發，到學期末進行整理，形成成果進行公開評議，以此來對學生的學習進行考核。這樣一學期下來，學生將變得勤于思考，樂于收集學習資料，分析能力也將得到很大。

以上就是我在數據庫課程的教學過程中對教學手段的一些思考和探索，當然過程中還存在著不少的問題，這有待于進一步更新。隨著時代的發展，技術的革新，對我們的教學又將提出更高的要求，也必將要求我們在教學中進一步更新教學觀念、改變教學模式，改革考核方式。

3 效果分析

最新的教學改革，改變了傳統的數據庫教學模式，教學手段，對我校308級的學生采用此種教學方案，經一個學期教學后，發現學生的自主學習的主動性提高了，也能夠積極配合課堂教學，學習效率提高了，期末成績較上一級提高了近10%。

4 結論與展望

通過使用新的教學方案，解決了傳統的數據庫教學沒有充分利用和發揮自身的特色和優勢以及在教學模式、系統模型和系統開發等方面缺陷，經過一學期的教學實驗結果表明，改革后的教學效果明顯優于改革前。未來將進一步研究網絡數據庫的教學方法，使之更加實用。

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